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Fe^(3+)作用下煤矸石中黄铁矿的氧化速率和化学计量学特征
被引量：
2
1
作者
金韬
孟庆俊
+3 位作者
凤阳
胡振琪
崔雅红
冯启言
《金属矿山》
CAS
北大核心
2021年第11期121-128,共8页
硫铁矿含量较高的煤矸石在水、氧存在的条件下会发生氧化反应产生酸性矿山废水(AMD),而Fe^(3+)是该氧化反应过程中的强氧化剂。为了研究Fe^(3+)作用下各类型煤矸石的氧化特征,设置不同初始Fe^(3+)浓度的酸性条件,对来源于3种煤系、不同...
硫铁矿含量较高的煤矸石在水、氧存在的条件下会发生氧化反应产生酸性矿山废水(AMD),而Fe^(3+)是该氧化反应过程中的强氧化剂。为了研究Fe^(3+)作用下各类型煤矸石的氧化特征,设置不同初始Fe^(3+)浓度的酸性条件,对来源于3种煤系、不同硫含量的煤矸石样品KL、DZ、SX及黄铁矿样品进行氧化产酸模拟试验,并通过产酸模拟试验中的[SO_(4)^(2−)]/[Fe^(2+)]化学计量比来验证试验体系遵循的化学反应。结果表明,在酸性条件下,各试样的氧化速率随液相中初始Fe^(3+)浓度的增加而增加,第1~7 d为煤矸石及黄铁矿的快速氧化反应期,氧化产酸反应主要受化学反应的控制,试验条件下该阶段黄铁矿的氧化速率可达5.23×10^(-5) mol/(L·h),而KL、DZ、SX的最大氧化速率分别为1.91×10^(-5) mol/(L·h)、1.1×10^(-7) mol/(L·h)和1.5×10^(-6) mol/(L·h)。煤矸石试样的氧化产酸过程与纯黄铁矿有显著区别:黄铁矿的氧化速率高于煤矸石,但煤矸石的铁溶出率却高于黄铁矿。不同煤矸石的氧化特征有较大差异:净产酸潜力最低的煤矸石DZ(22.89 kg/t,以H_(2)SO_(4)计,后同)氧化速率低于其他矸石样品;净产酸潜力值相当的KL(92.21 kg/t)和SX(90.58 kg/t)在Fe^(3+)的氧化反应过程中有较大差异,表现在[SO_(4)^(2−)]/[Fe^(2+)]化学计量比上。其中KL有着与黄铁矿相似的比值规律,遵循FeS_(2)在对应条件下的氧化机理,但SX的[SO_(4)^(2−)]/[Fe^(2+)]化学计量比远高于理论值,DZ的[SO_(4)^(2−)]/[Fe^(2+)]化学计量比总体最高,这可能由煤矸石的产碱矿物导致的。总体而言,煤矸石所含矿物情况和风化程度造成其产酸过程的差异,含硫量越高的煤矸石其产酸污染潜力随风化程度而增加。
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关键词
风化程度及含硫量
Fe^(3+)初始浓度
氧化速率
净产酸
量
化学计
量
比
酸性矿山废水(AMD)
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职称材料
题名
Fe^(3+)作用下煤矸石中黄铁矿的氧化速率和化学计量学特征
被引量：
2
1
作者
金韬
孟庆俊
凤阳
胡振琪
崔雅红
冯启言
机构
江苏省老工业基地资源利用与生态修复协同创新中心
中国矿业大学环境与测绘学院
中国矿业大学矿山生态修复教育部工程研究中心
出处
《金属矿山》
CAS
北大核心
2021年第11期121-128,共8页
基金
“十三五”国家重点研发计划项目(编号:2019YFC1805001)。
文摘
硫铁矿含量较高的煤矸石在水、氧存在的条件下会发生氧化反应产生酸性矿山废水(AMD),而Fe^(3+)是该氧化反应过程中的强氧化剂。为了研究Fe^(3+)作用下各类型煤矸石的氧化特征,设置不同初始Fe^(3+)浓度的酸性条件,对来源于3种煤系、不同硫含量的煤矸石样品KL、DZ、SX及黄铁矿样品进行氧化产酸模拟试验,并通过产酸模拟试验中的[SO_(4)^(2−)]/[Fe^(2+)]化学计量比来验证试验体系遵循的化学反应。结果表明,在酸性条件下,各试样的氧化速率随液相中初始Fe^(3+)浓度的增加而增加,第1~7 d为煤矸石及黄铁矿的快速氧化反应期,氧化产酸反应主要受化学反应的控制,试验条件下该阶段黄铁矿的氧化速率可达5.23×10^(-5) mol/(L·h),而KL、DZ、SX的最大氧化速率分别为1.91×10^(-5) mol/(L·h)、1.1×10^(-7) mol/(L·h)和1.5×10^(-6) mol/(L·h)。煤矸石试样的氧化产酸过程与纯黄铁矿有显著区别:黄铁矿的氧化速率高于煤矸石,但煤矸石的铁溶出率却高于黄铁矿。不同煤矸石的氧化特征有较大差异:净产酸潜力最低的煤矸石DZ(22.89 kg/t,以H_(2)SO_(4)计,后同)氧化速率低于其他矸石样品;净产酸潜力值相当的KL(92.21 kg/t)和SX(90.58 kg/t)在Fe^(3+)的氧化反应过程中有较大差异,表现在[SO_(4)^(2−)]/[Fe^(2+)]化学计量比上。其中KL有着与黄铁矿相似的比值规律,遵循FeS_(2)在对应条件下的氧化机理,但SX的[SO_(4)^(2−)]/[Fe^(2+)]化学计量比远高于理论值,DZ的[SO_(4)^(2−)]/[Fe^(2+)]化学计量比总体最高,这可能由煤矸石的产碱矿物导致的。总体而言,煤矸石所含矿物情况和风化程度造成其产酸过程的差异,含硫量越高的煤矸石其产酸污染潜力随风化程度而增加。
关键词
风化程度及含硫量
Fe^(3+)初始浓度
氧化速率
净产酸
量
化学计
量
比
酸性矿山废水(AMD)
Keywords
weathering degree and sulfur contents
Fe^(3+)initial concentration
oxidation rate
net acid production quantity
stoichiometric proportion
acid mine drainage(AMD)
分类号
TD849.5 [矿业工程—煤矿开采]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
Fe^(3+)作用下煤矸石中黄铁矿的氧化速率和化学计量学特征
金韬
孟庆俊
凤阳
胡振琪
崔雅红
冯启言
《金属矿山》
CAS
北大核心
2021
2
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